Rust中是否支持自定义位宽的有符号与无符号整数类型？

Rust标准库确实只提供8、16、32、64、128位的标准整数类型，但完全可以实现u24、i7这类非标准位宽整数的操作，足以满足FPGA算法仿真这类对精确位宽有要求的场景，主要有几种实现方式：

1. 用标准整数手动包装约束 #

最直接的方式是用位数足够的标准整数作为载体，手动处理位宽截断、溢出检查。比如用u32模拟u24：

#[derive(Debug, Clone, Copy)]
struct U24(u32);

impl U24 {
    // 创建时截断到低24位
    fn new(val: u32) -> Self {
        U24(val & 0xFFFFFF)
    }

    // 加法操作后自动截断
    fn add(self, other: U24) -> Self {
        U24::new(self.0 + other.0)
    }
}

// 使用示例
let max_u24 = U24::new(0xFFFFFF);
let one = U24::new(1);
println!("{:?}", max_u24.add(one)); // 输出U24(0)，模拟硬件溢出截断

这种方式简单灵活，能完全自定义位宽相关的行为，适合快速验证逻辑。

2. 借助第三方库 #

社区有专门处理任意位宽整数的库，比如bitvec、uinteger等，已经封装好了位操作、运算约束等逻辑，不用自己手动处理细节：

use bitvec::prelude::*;

// 定义24位无符号整数，基于u32存储
let mut u24: BitArr!(for 24, in u32) = bitarr![u32, Lsb0; 1; 24];
u24.set(23, false); // 修改第24位（从0开始计数）
let raw_val = u24.load::<u32>(); // 转换为标准u32值

这类库适合复杂场景，能减少重复代码，而且位操作的语义更贴近硬件逻辑，非常适合FPGA仿真。

3. 利用const generics实现通用位宽类型 #

Rust 1.51+支持的const generics可以让你一次性实现任意位宽的整数类型，扩展性极强：

struct CustomUInt<const BITS: usize>(u64);

impl<const BITS: usize> CustomUInt<BITS> {
    fn new(val: u64) -> Self {
        let mask = (1 << BITS) - 1;
        CustomUInt(val & mask)
    }

    fn add(self, other: Self) -> Self {
        CustomUInt::new(self.0 + other.0)
    }
}

// 直接定义u24类型
type U24 = CustomUInt<24>;
let a = U24::new(0xFFFF00);
let b = U24::new(0x000100);
println!("{:x}", a.add(b).0); // 输出0，模拟24位溢出

这种方式可以快速生成任意位宽的整数类型，适合需要多种非标准位宽的场景。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者FabienM